一種mems壓力傳感器裝置及封裝方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明屬于微電子機(jī)械系統(tǒng)(MEMS)領(lǐng)域，尤其涉及MEMS壓力傳感器裝置及封裝方法。
【背景技術(shù)】
[0002]微電子機(jī)械系統(tǒng)(Microelectromechanical Systems，MEMS)，是指集微型傳感器、執(zhí)行器以及信號(hào)處理和控制電路、通信和電源于一體的微型機(jī)電系統(tǒng)。目前，MEMS作為壓力檢測系統(tǒng)已廣泛用于水利、化工、醫(yī)療、汽車電子、消費(fèi)電子、工業(yè)電子等各行各業(yè)，例如，汽車電子領(lǐng)域的發(fā)動(dòng)機(jī)機(jī)油壓力傳感器、汽車剎車系統(tǒng)空氣壓力傳感器、胎壓監(jiān)測系統(tǒng)的壓力傳感器、汽車發(fā)動(dòng)機(jī)進(jìn)氣歧管壓力傳感器、柴油機(jī)共軌壓力傳感器、燃油分配管傳感器、座椅舒適度傳感器、側(cè)面碰撞傳感器；消費(fèi)電子領(lǐng)域的胎壓計(jì)，血壓計(jì)，健康秤，吸塵器用壓力傳感器，空調(diào)壓力傳感器，洗衣機(jī)、飲水機(jī)、洗碗機(jī)、太陽能熱水器用液位控制壓力傳感器；工業(yè)電子領(lǐng)域的數(shù)字壓力表、數(shù)字流量表等，而且隨著科學(xué)技術(shù)的不斷進(jìn)步及經(jīng)濟(jì)水平的不斷發(fā)展，MEMS壓力傳感器應(yīng)用的領(lǐng)域越來越多，已經(jīng)成為微電子行業(yè)不可缺少的一種電子元器件。
[0003]圖1所示為MEMS壓力傳感器的傳統(tǒng)的封裝方式。如圖1所示，一種MEMS壓力傳感器裝置，包括一封裝基板1、一帶通氣孔的上蓋2、一 MEMS芯片3和一集成電路(例如ASIC芯片)4，其中所述MEMS芯片3和所述ASIC芯片4連接在所述封裝基板I上，并位于所述封裝基板I和所述上蓋2形成的容納空間中，且所述MEMS芯片3和所述ASIC芯片4通過電線或者焊線連接在一起，并與所述封裝基板I相連接，且所述帶通氣孔的上蓋2與所述封裝基板I粘合在一起，以保證所述MEMS芯片3與所述ASIC芯片4與外界有一定的隔離，但可以通過通氣孔與外界大氣相通，以準(zhǔn)確地感應(yīng)外界氣壓的變化。
[0004]由此可見，傳統(tǒng)的MEMS壓力傳感器經(jīng)過封裝后，由于通氣孔設(shè)置于上蓋，并位于所述MEMS芯片3的上部，因此所述MEMS芯片3必須要從上部感測氣壓。但隨著微電子技術(shù)的快速發(fā)展，目前的MEMS壓力傳感器的缺陷也逐漸暴露出來，主要表現(xiàn)為目前的MEMS封裝方案中通氣孔在MEMS芯片的上部，因此MEMS芯片必須要從上部感測氣壓，但由于目前MEMS壓力傳感器的應(yīng)用越來越廣泛，應(yīng)用的場合越來越復(fù)雜，要求也越來越多，在某些場合，由于某些限制，系統(tǒng)用戶無法使用通過上部感測氣壓的壓力傳感器。
[0005]此外，目前的MEMS壓力傳感器的壓敏電阻暴露于大氣中，與外界空氣直接接觸，而外界空氣、水汽以及其中的腐蝕性物質(zhì)會(huì)影響壓敏電阻的性能及穩(wěn)定性，導(dǎo)致測不準(zhǔn)確，影響壓敏電阻的使用壽命，因而降低了 MEMS壓力傳感器的使用壽命。且目前的MEMS壓力傳感器的通氣孔將芯片直接與外界相連通，不具有防水功能，容易進(jìn)水，損壞MEMS壓力傳感器。
[0006]為了解決以上問題，提高M(jìn)EMS壓力傳感器的應(yīng)用范圍及使用壽命，急需對(duì)MEMS壓力傳感器的封裝進(jìn)行改進(jìn)，以滿足更多用戶的需求。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0007]本發(fā)明的一個(gè)目的在于提供一種MEMS壓力傳感器裝置及封裝方法，通過改變封裝方式，使所述MEMS壓力傳感器得以實(shí)現(xiàn)背部感測壓力，以擴(kuò)大MEMS壓力傳感器的應(yīng)用范圍。
[0008]本發(fā)明的另一目的在于提供一種MEMS壓力傳感器裝置及封裝方法，通過在封裝基板的底部設(shè)置通氣孔，使得外界大氣與壓敏膜相接觸進(jìn)而感測壓力，使得所述MEMS壓力傳感器實(shí)現(xiàn)背部檢測壓力，得以解決用戶無法使用通過上部感測壓力的MEMS壓力傳感器的問題。
[0009]本發(fā)明的另一目的在于提供一種MEMS壓力傳感器及封裝方法，可以根據(jù)實(shí)際工藝情況及需求來改變通氣孔在基板上的設(shè)置位置，進(jìn)而可以改變外界大氣與壓敏膜的接觸位置，更加靈活方便。
[0010]本發(fā)明的另一目的在于提供一種MEMS壓力傳感器裝置及封裝方法，通過在氣體通路中安裝防護(hù)層，來保證外界大氣與壓敏膜相連通的同時(shí)，又能使其具有很好的防水性能，而且不需要額外增設(shè)防水薄膜，節(jié)約材料。
[0011]本發(fā)明的另一目的在于提供一種MEMS壓力傳感器裝置及封裝方法，將壓敏電阻封閉在一真空室中，不再與外界接觸，防止外界空氣、水汽以及其他腐蝕性物質(zhì)對(duì)壓敏電阻的性能及穩(wěn)定性產(chǎn)生影響，延長其使用壽命。
[0012]本發(fā)明的另一目的在于提供一種MEMS壓力傳感器裝置及封裝方法，通過在通氣孔處設(shè)置一過濾膜，以過濾除去空氣中的有害物質(zhì)，防止有害物質(zhì)對(duì)壓敏電阻的性能產(chǎn)生影響，得以保護(hù)壓敏電阻。
[0013]本發(fā)明的另一目的在于提供一種MEMS壓力傳感器裝置及封裝方法，結(jié)構(gòu)小巧，安裝方便。
[0014]本發(fā)明的另一目的在于提供一種MEMS壓力傳感器裝置及封裝方法，不需要改變傳統(tǒng)的MEMS壓力傳感器和集成電路的結(jié)構(gòu)即可實(shí)現(xiàn)MEMS壓力傳感器背部感測壓力，封裝方法簡單，成本較低，應(yīng)用領(lǐng)域廣泛。
[0015]為滿足本發(fā)明的以上目的以及本發(fā)明的其他目的及優(yōu)勢，本發(fā)明提供一種MEMS壓力傳感器裝置，包括一集成電路和連接于所述集成電路的一 MEMS壓力傳感器，其中所述MEMS壓力傳感器包括一壓敏膜和連接于所述壓敏膜的多個(gè)壓敏電阻，包括:
[0016]一封裝組件，其包括一基板和一蓋板，所述蓋板連接于所述基板，并形成一容納空間，其中所述MEMS壓力傳感器和所述集成電路連接于所述基板并位于所述容納空間，所述基板具有一通氣孔，外界大氣通過所述通氣孔與所述壓敏膜相接觸，得以使所述MEMS壓力傳感器裝置適于通過其背部來感測外界氣壓。
[0017]根據(jù)本發(fā)明一實(shí)施例，所述基板具有一氣體通路，其中所述氣體通路與所述通氣孔、所述MEMS壓力傳感器相連通，得以使外界大氣依次經(jīng)過所述通氣孔、所述氣體通路到達(dá)所述MEMS壓力傳感器。
[0018]優(yōu)選地，所述氣體通路橫向地設(shè)于所述基板內(nèi)部。
[0019]優(yōu)選地，所述MEMS壓力傳感器裝置進(jìn)一步包括一防護(hù)層，所述防護(hù)層包括多個(gè)柵格，其中所述柵格成排地、相間隔地、交錯(cuò)地安裝于所述氣體通路內(nèi)部，得以阻止液體進(jìn)入所述MEMS壓力傳感器。
[0020]優(yōu)選地，所述柵格間距小于等于25 μ m。
[0021]根據(jù)本發(fā)明一實(shí)施例，所述通氣孔設(shè)于所述集成電路下方的所述基板，外界大氣通過所述通氣孔后進(jìn)入所述氣體通路，進(jìn)而與所述壓敏膜的背面相接觸。
[0022]優(yōu)選地，所述MEMS壓力傳感器進(jìn)一步具有一真空室，其中所述壓敏電阻封閉于所述真空室。
[0023]優(yōu)選地，所述MEMS壓力傳感器裝置，進(jìn)一步包括一殼體，所述殼體連接于所述壓敏膜的正面，其中所述壓敏膜與所述殼體形成所述真空室。
[0024]根據(jù)本發(fā)明一實(shí)施例，所述通氣孔設(shè)于所述集成電路側(cè)部的所述基板，外界大氣通過所述通氣孔進(jìn)入所述容納空間，進(jìn)而與所述壓敏膜的正面相接觸。
[0025]根據(jù)本發(fā)明一實(shí)施例，所述通氣孔設(shè)于所述MEMS壓力傳感器下方的所述基板，外界大氣通過所述通氣孔與所述壓敏膜的背面相接觸。
[0026]優(yōu)選地，所述MEMS壓力傳感器裝置，進(jìn)一步包括一過濾膜，其中所述過濾膜安裝于所述通氣孔，以除去大氣中的有害物質(zhì)。
[0027]一種MEMS壓力傳感器的封裝方法，對(duì)一 MEMS壓力傳感器進(jìn)行封裝，并連接一集成電路，形成一 MEMS壓力傳感器裝置，其中所述MEMS壓力傳感器包括一壓敏膜和多個(gè)壓敏電阻，所述壓敏電阻連接于所述壓敏膜，其特征在于，所述方法包括以下步驟:
[0028](A)在一基板上設(shè)置一通氣孔；
[0029](B)將所述